JP2014053310A - 透光性電極とこれを備える有機光電素子及び有機発光ダイオード並びにイメージセンサー - Google Patents
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Abstract
【課題】透光度及び電気的特性を両立することができる透光性電極及びこれを備える有機光電素子及び有機発光ダイオード並びにイメージセンサーを提供する。
【解決手段】本発明の透光性電極は、金属及び金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備える。有機光電素子は、対向する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に位置する活性層と、を備え、第１の電極及び第２の電極のうちの少なくとも一方は、透光性電極を備える。有機発光ダイオードは、透光性電極を備える。イメージセンサーは、有機光電素子を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の透光性電極は、金属及び金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備える。有機光電素子は、対向する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に位置する活性層と、を備え、第１の電極及び第２の電極のうちの少なくとも一方は、透光性電極を備える。有機発光ダイオードは、透光性電極を備える。イメージセンサーは、有機光電素子を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、透光性電極とこれを備える有機光電素子及び有機発光ダイオード並びにイメージセンサーに関する。
光電素子は、光を電気信号に変換する素子であって、フォトダイオード及びフォトトランジスタなどがあり、イメージセンサー、太陽電池、有機発光素子などに適用可能である。
フォトダイオード付きイメージセンサーは、解像度が益々高まりつつあり、これに伴い、画素のサイズが小さくなってきている。
現在汎用されているシリコンフォトダイオードの場合、画素のサイズが小さくなるにつれて吸収面積が狭まるため、感度の低下が発生する虞がある。これにより、シリコンに代え得る有機物質への取り組みが行われている。
有機物質は、吸光係数が大きく、しかも、分子構造に応じて特定の波長領域の光を選択的に吸収することができるため、フォトダイオード及びカラーフィルターに代替することができ、感度の改善及び高集積化に非常に有利である。
このような有機物基盤のフォトダイオードを実現するに際して、光電変換効率を高めるためには透光性電極の特性を改善することが重要である。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、透光度及び電気的特性を両立することができる透光性電極を提供することにある。
また、本発明の目的は、この透光性電極を備える有機光電素子及び有機発光ダイオードを提供することにある。
また、本発明の目的は、この有機光電素子を備えるイメージセンサーを提供することにある。
また、本発明の目的は、この透光性電極を備える有機光電素子及び有機発光ダイオードを提供することにある。
また、本発明の目的は、この有機光電素子を備えるイメージセンサーを提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による透光性電極は、金属及び該金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備えることを特徴とする。
前記金属及び前記金属酸化物は、９９．９：０．１〜６０：４０の重量比で含まれ得る。
前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有し得る。
前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有し得る。
前記透光性電極は、前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備えることができる。
前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり得る。
前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、前記有機物は、アミン誘導体を含み得る。
前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有し得る。
前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有し得る。
前記透光性電極は、前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備えることができる。
前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり得る。
前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、前記有機物は、アミン誘導体を含み得る。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による有機光電素子は、対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する活性層と、を備え、前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、金属及び該金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備えることを特徴とする。
前記金属及び前記金属酸化物は、９９．９：０．１〜６０：４０の重量比で含まれ得る。
前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有し得る。
前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有し得る。
前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備え得る。
前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり得る。
前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、前記有機物は、アミン誘導体を含み得る。
前記有機光電素子は、前記第１の電極と前記活性層との間及び前記第２の電極と前記活性層との間のうちの少なくとも一方に位置する電荷補助層を更に備えることができる。
前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有し得る。
前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有し得る。
前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備え得る。
前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり得る。
前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含み得る。
前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、前記有機物は、アミン誘導体を含み得る。
前記有機光電素子は、前記第１の電極と前記活性層との間及び前記第２の電極と前記活性層との間のうちの少なくとも一方に位置する電荷補助層を更に備えることができる。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるイメージセンサーは、前記有機光電素子を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による有機発光ダイオードは、前記透光性電極を備えることを特徴とする。
本発明の透光性電極によれば、透光度及び電気的特性を両立することができ、これにより、この透光性電極を備える有機光電素子及び有機発光ダイオードの効率が改善される。
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で具現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
先ず、本発明の一実施形態による透光性電極について説明する。
本発明の一実施形態による透光性電極は、金属及びこの金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備える。
金属は透光層にホストとして含まれ、金属酸化物は透光層にドーパントとして含まれる。
金属は、薄い厚さで半透過特性を有する金属であれば特に制限はなく、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含む。
金属酸化物は、透光性を有する金属酸化物であれば特に制限はなく、例えば、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含む。
金属及び金属酸化物は、約９９．９：０．１〜約６０：４０の重量比で含まれる。金属及び金属酸化物がこの含量比で含まれることにより、透光性の改善効果が得られながらも導電性が大きく低下しないため、電気的特性が確保可能になる。金属及び金属酸化物は、約９９．０：１．０〜約８０：２０の重量比で含まれることが好ましい。
透光層は、例えば熱蒸着法により形成可能であり、例えば金属ボート及び金属酸化物ボートを用いた共蒸着法により形成可能である。
透光層は、約１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有する。この範囲の厚さを有することにより、透光性及び電気的特性を両立させることができる。透光層は、約３ｎｍ〜３０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
透光層は、約１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び約５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有する。面抵抗は、例えば約２０Ω／ｓｑ．〜８００Ω／ｓｑ．であり、約５４０ｎｍの波長における透光率は、例えば約５０％よりも高くて約９５％よりも低い。
透光性電極は、透光層の片面に位置する透光補助層を更に備える。
透光補助層は、光が入射する側に配設され、入射光の反射度を下げて吸光度を更に改善することができる。
透光補助層は、例えば約１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり、例えば、この範囲の屈折率を有する金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含む。
金属酸化物化合物は、例えば、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、金属硫化物は、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、有機物は、例えばアミン誘導体である。
透光性電極は、透光性電極が用いられるあらゆる電子素子に適用可能であり、例えば、太陽電池、イメージセンサー、光検出器、光センサー、及び有機発光ダイオードなどの光の出入りに関する電子素子に適用可能である。
以下、図面を参照して、上述した透光性電極を備える電子素子について説明する。
図中、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って、類似する部分に対しては同じ図面符号を付する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとしたとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、これらの間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。
図中、本発明の実施形態について明確に説明するために、説明とは無関係な部分についての説明は省略し、明細書全般に亘って、同じ又は類似する構成要素に対しては同じ図面符号を付する。
以下、本発明の一実施形態による有機光電素子について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による有機光電素子を示す断面図である。
図１を参照すると、本実施形態による有機光電素子１００ａは、対向する第１の電極１０及び第２の電極２０と、第１の電極１０と第２の電極２０との間に位置する活性層３０と、を備える。
第１の電極１０及び第２の電極２０のうちの一方はアノードであり、他方はカソードである。
第１の電極１０及び第２の電極２０のうちの少なくとも一方は、透光性電極である。即ち、第１の電極１０及び第２の電極２０のうちのいずれか一方が透光性電極であり、他方は不透明電極である。或いは、第１の電極１０及び第２の電極２０が両方とも透光性電極であり得る。透光性電極については、後述する。
活性層３０は、ｐ型半導体物質及びｎ型半導体物質が混合されてｐｎ接合を形成する層であり、外部から光を受光してエキシトンを生成した後、生成されたエキシトンを正孔及び電子に分離する層である。活性層３０は、ｐ型半導体及びｎ型半導体を両方とも含む真性層を備え、例えば共蒸着法などにより形成可能である。或いは、活性層３０は、真性層に加えてｐ型層及びｎ型層のうちの少なくとも一方を更に備えることができ、ここで、ｐ型層はｐ型半導体を含み、ｎ型層はｎ型半導体を含む。
ｐ型半導体は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｍｅｔｈｙｌｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ；ＮＮＱＡ）、ジインデノペリレン（ｄｉｉｎｄｅｎｏｐｅｒｙｌｅｎｅ）、ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン（ｄｉｂｅｎｚｏ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌ｝ｄｉｉｎｄｅｎｏ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ｐｅｒｙｌｅｎｅ）などの化合物を含むが、これらに限定されるものではない。ｎ型半導体は、例えば、ジシアノビニル−テルチオフェン（ｄｉｃｙａｎｏｖｉｎｙｌ−ｔｅｒｔｈｉｏｐｈｅｎｅ；ＤＣＶ３Ｔ）、フラーレン、フラーレン誘導体、ペリレンジイミドなどの化合物を含むが、これらに限定されるものではない。
上述したように、第１の電極１０及び第２の電極２０のうちの少なくとも一方は、透光性電極である。透光性電極は、光が入射する側に配設され、例えば、光が第１の電極１０側に入射する場合に第１の電極１０が透光性電極であり、光が第２の電極２０側に入射する場合には第２の電極２０が透光性電極である。或いは、光が第１の電極１０又は第２の電極２０側に入射して第２の電極２０又は第１の電極１０を通って出射することが必要である場合、第１の電極１０及び第２の電極２０は両方とも透光性電極である。
ここでは、説明の便宜上、第２の電極２０が透光性電極である場合を例にとって説明する。
第２の電極２０は、金属及びこの金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む。金属は第２の電極２０にホストとして含まれ、金属酸化物は第２の電極２０にドーパントとして含まれる。
金属は、薄い厚さで半透過特性を有する金属であれば特に制限はなく、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含む。例えば、アルミニウム（Ａｌ）は、例えば、約３０ｎｍ以下の厚さを有し、また該範囲内で約２０ｎｍ以下の厚さを有する。
金属酸化物は、透光性を有する金属酸化物であれば特に制限はなく、例えば、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含む。
金属酸化物は、上記金属の酸化物であり、また他の金属の酸化物であり得る。例えば、金属が銅（Ｃｕ）であり、金属酸化物が銅酸化物であり、また金属が銀（Ａｇ）であり、金属酸化物がモリブデン酸化物である。
第２の電極２０は、例えば熱蒸着法により形成可能であり、例えば金属ボート及び金属酸化物ボートを用いた共蒸着法により形成可能である。このように熱蒸着法を用いることにより、スパッタリングなどの物理的な蒸着時に発生するプラズマによって活性層３０の有機物が損傷されることが防止され、活性層３０が工程中に劣化することが防止される。
金属及び金属酸化物は、約９９．９：０．１〜約６０：４０の重量比で含まれる。金属及び金属酸化物がこの含量比で含まれることにより、透光性の改善効果が得られながらも導電性が大きく低下しないため、電気的特性が確保可能になる。金属及び金属酸化物は、約９９．０：１．０〜約８０：２０の重量比で含まれることが好ましい。
第２の電極２０は、約１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有する。この範囲の厚さを有することにより、透光性及び電気的特性が確保される。第２の電極２０は、約３ｎｍ〜３０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
第２の電極２０は、約１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有する。面抵抗は、例えば約２０Ω／ｓｑ．〜８００Ω／ｓｑ．であり、透光率は、例えば約５０％よりも高くて約９５％よりも低い。
第１の電極１０が不透明電極である場合、第１の電極１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの不透明導電体で作成される。第１の電極１０が透光性電極である場合、第１の電極１０は、上述した金属及び金属酸化物を含む透光性電極であり、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの公知の透光性電極である。
有機光電素子１００ａは、第１の電極１０及び／又は第２の電極２０側から光が入射して活性層３０が所定の波長領域の光を吸収すると、内部でエキシトンが生成される。エキシトンは活性層３０で正孔及び電子に分離され、分離された正孔はアノード側に移動し、分離された電子はカソード側に移動して、有機光電素子に電流が流れる。
以下、図２に基づき、本発明の他の実施形態による有機光電素子について説明する。
図２は、本発明の他の実施形態による有機光電素子を示す断面図である。
図２を参照すると、本実施形態による有機光電素子１００ｂは、上述した実施形態と同様に、対向する第１の電極１０及び第２の電極２０と、第１の電極１０と第２の電極２０との間に位置する活性層３０と、を備える。
しかし、本実施形態による有機光電素子１００ｂは、上述した実施形態とは異なり、第１の電極１０と活性層３０との間及び第２の電極２０と活性層３０との間に、それぞれ電荷補助層１５、２５を更に備える。電荷補助層１５、２５は、活性層３０で分離された正孔及び電子の移動を促して効率を高める。
電荷補助層１５、２５は、正孔を注入し易くする正孔注入層（ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＨＩＬ）、正孔を輸送し易くする正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＨＴＬ）、電子の移動を阻止する電子遮断層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＥＢＬ）、電子を注入し易くする電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＥＩＬ）、電子を輸送し易くする電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＥＴＬ）、及び正孔の移動を阻止する正孔遮断層（ｈｏｌｅ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ＨＢＬ）よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
例えば、第１の電極１０がアノードであり、第２の電極２０がカソードである場合、電荷補助層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、及び／又は電子遮断層であり、電荷補助層２５は、電子注入層、電子輸送層、及び／又は正孔遮断層である。
例えば、第１の電極１０がカソードであり、第２の電極２０がアノードである場合、電荷補助層１５は、電子注入層、電子輸送層、及び／又は正孔遮断層であり、電荷補助層２５は、正孔注入層、正孔輸送層、及び／又は電子遮断層である。
正孔輸送層（ＨＴＬ）は、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホネート）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアリールアミン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−ベンジジン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−ｔｅｔｒａｋｉｓ（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ；ＴＰＤ）、４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（４−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ；α−ＮＰＤ）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（４，４’，４”−ｔｒｉｓ（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ；ＴＣＴＡ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物などの金属酸化物、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるいずれか一種を含むが、これらに限定されるものではない。
電子遮断層（ＥＢＬ）は、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホネート）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアリールアミン、ポリ（Ｎ−ビニルカーバゾール）（ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−ベンジジン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−ｔｅｔｒａｋｉｓ（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ；ＴＰＤ）、４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（４−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ；α−ＮＰＤ）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（４，４’，４”−ｔｒｉｓ（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ；ＴＣＴＡ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物などの金属酸化物、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるいずれか一種を含むが、これらに限定されるものではない。
電子輸送層（ＥＴＬ）は、例えば、ジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）、１，４，５，８−ナフタレン−テトラカルボキシリックジアンハイドライド（１，４，５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＮＴＣＤＡ）、バトクプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ；ＢＣＰ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ３、Ｇａｑ３、Ｉｎｑ３、Ｚｎｑ２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢｅＢｑ２、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるいずれか一種を含むが、これらに限定されるものではない。
正孔遮断層（ＨＢＬ）は、例えば、ジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）、１，４，５，８−ナフタレン−テトラカルボキシリックジアンハイドライド（１，４，５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＮＴＣＤＡ）、バトクプロイン（ＢＣＰ）、ＬｉＦ、Ａｌｑ３、Ｇａｑ３、Ｉｎｑ３、Ｚｎｑ２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢｅＢｑ２、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるいずれか一種を含むが、これらに限定されるものではない。
以下、図３に基づき、本発明の更に他の実施形態による有機光電素子について説明する。
図３は、本発明の更に他の実施形態による有機光電素子を示す断面図である。
図３を参照すると、本実施形態による有機光電素子１００ｃは、上述した実施形態と同様に、対向する第１の電極１０及び第２の電極２０と、第１の電極１０と第２の電極２０との間に位置する活性層３０と、を備える。
しかし、本実施形態による有機光電素子１００ｃは、上述した実施形態とは異なり、透光性電極である第２の電極２０が二重層で形成される。
本実施形態によると、第２の電極２０は、上述した金属及びこの金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層２０ａに加えて、透光層２０ａの片面に位置する透光補助層２０ｂを更に備える。
透光補助層２０ｂは、光が入射する側に配設されて入射光の反射度を下げることにより吸光度を更に改善する。
透光補助層２０ｂは、例えば約１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなり、例えば、この範囲の屈折率を有する金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含む。透光補助層２０ｂは、例えば、約２０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さを有する。
金属酸化物化合物は、例えば、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、金属硫化物は、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、有機物は、例えばアミン誘導体である。
透光補助層２０ｂは、透光層２０ａの片面に位置し、活性層３０に直接接触しないため、熱蒸着法の他に、スパッタリングなどの物理的な蒸着法によって形成することもできる。
本実施形態においては、説明の便宜上、第２の電極２０が透光性電極である場合を例にとって説明したが、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、第１の電極１０にも同様に適用可能である。
以下、図４に基づき、本発明の更に他の実施形態による有機光電素子について説明する。
図４は、本発明の更に他の実施形態による有機光電素子を示す断面図である。
図４を参照すると、本実施形態による有機光電素子１００ｄは、上述した実施形態と同様に、対向する第１の電極１０及び第２の電極２０と、第１の電極１０と第２の電極２０との間に位置する活性層３０と、を備える。
また、第２の電極２０は、透光層２０ａ及び透光補助層２０ｂを備える。
しかし、本実施形態による有機光電素子１００ｄは、上述した実施形態とは異なり、第１の電極１０と活性層３０との間及び第２の電極２０と活性層３０との間に、それぞれ電荷補助層１５、２５を更に備える。電荷補助層１５、２５は、活性層３０で分離された正孔及び電子を移動し易くして効率を高めるものであり、上述した通りである。
有機光電素子は、太陽電池、イメージセンサー、光検出器、光センサー、及び有機発光ダイオードなどに適用可能であるが、これらに限定されるものではない。
以下、図面に基づき、有機光電素子を備えるイメージセンサーの一例について説明する。ここでは、イメージセンサーの一例としての有機ＣＭＯＳイメージセンサーについて説明する。
図５Ａ〜図５Ｅは、それぞれ本発明の一実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサーを示す断面図である。
図５Ａ〜図５Ｅでは、隣り合う青色画素、緑色画素、及び赤色画素を例にとって説明するが、これに限定されるものではない。以下、「Ｂ」付き図面符号の構成要素は青色画素に含まれる構成要素であり、「Ｇ」付き図面符号の構成要素は緑色画素に含まれる構成要素であり、「Ｒ」付き図面符号の構成要素は赤色画素に含まれる構成要素である。
図５Ａを参照すると、本実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサー２００Ａは、光感知素子５０及び伝送トランジスター（図示せず）が集積された半導体基板１１０、下絶縁層６０、カラーフィルター（７０Ｂ、７０Ｒ）、上絶縁層８０、及び有機光電素子１００を備える。
半導体基板１１０は、シリコン基板であり、光感知素子５０及び伝送トランジスター（図示せず）が集積される。光感知素子５０は、フォトダイオードである。光感知素子５０及び伝送トランジスターは画素毎に集積され、図示の通り、光感知素子５０は、青色画素の光感知素子５０Ｂ、緑色画素の光感知素子５０Ｇ、及び赤色画素の光感知素子５０Ｒを備える。光感知素子５０は光を感知し、光感知素子５０によって感知された情報は伝送トランジスターによって伝送される。
また、半導体基板１１０上には、金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成される。金属配線及びパッドは、信号遅延を低減するために、低い抵抗率を有する金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（ｇ）、及びこれらの合金で作成されるが、これらに限定されるものではない。
金属配線及びパッドの上には、下絶縁層６０が形成される。下絶縁層６０は、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素などの無機絶縁物質、又はＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦなどの低誘電率物質で作成される。
下絶縁層６０は、各画素の光感知素子５０Ｂ、５０Ｇ、５０Ｒをそれぞれ露出させるトレンチ（図示せず）を有する。トレンチは、充填剤によって充填される。
下絶縁層６０の上には、カラーフィルター７０が形成される。カラーフィルター７０は、青色画素に形成される青色フィルター７０Ｂと、赤色画素に形成される赤色フィルター７０Ｒと、を備える。本実施形態においては、緑色フィルターを備えない場合を例にとって説明するが、緑色フィルターを備えてもよい。
カラーフィルター７０の上には、上絶縁層８０が形成される。上絶縁層８０は、カラーフィルター５０による段差を除去して平坦化させる。上絶縁層８０及び下絶縁層６０は、パッドを露出させるコンタクト孔（図示せず）と、緑色画素の光感知素子５０Ｇを露出させる貫通口８５と、を有する。
上絶縁層８０の上には、上述した有機光電素子１００が形成される。有機光電素子１００は、上述した図１の有機光電素子１００ａであり得、第１の電極１０、活性層３０、及び第２の電極２０を備える。また、図５Ｅに示すように、一実施形態によるイメージセンサー２００Ｅは、有機光電素子１００の上部に積層される絶縁層９０及びレンズ９５を更に備えることができる。絶縁層９０は、絶縁物質、反射防止コーティング層、及び／又は赤外線フィルターを備える。例えば、絶縁層９０は、シリコン酸化物及び／又はシリコン窒化物を備えるが、これに限定されるものではない。レンズ９５は、各画素の光感知素子５０Ｂ、５０Ｇ、５０Ｒに対応する位置に配列される。
また、有機光電素子１００は、上述した図２〜図４の有機光電素子１００ｂ、１００ｃ、１００ｄであり得る。例えば、図５Ｂを参照すると、一実施形態によるイメージセンサー２００Ｂは、図２の有機光電素子２００ｂのような有機光電素子１００′を備え、この場合、第２の電極２０は、透光層２０ａの一面に形成された透光補助層２０ｂを有する２層の透光性電極である。
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、第１の電極１０及び第２の電極２０は、両方とも透光性電極であり、活性層３０は、例えば緑色波長領域の光を主として吸収する有機物質を含む。活性層３０は、緑色画素のカラーフィルターを代替する。光感知素子５０は、青色画素の光感知素子５０Ｂ、緑色画素の光感知素子５０Ｇ、及び赤色画素の光感知素子５０Ｒを含む。
第２の電極２０側から入射した光は、活性層３０に緑色波長領域の光が主として吸収されて光電変換され、残りの波長領域の光は、第１の電極１０を通過して光感知素子５０によって感知される。
本実施形態による有機ＣＭＯＳイメージセンサー２００Ａ、２００Ｂは、上述したように、透光度及び電気的特性を両立することができる透光性電極を備える有機光電素子１００を備えることにより、活性層３０に入射する光の量が増えて光電変換効率（ＥＱＥ）が改善される。
図５Ａ及び図５Ｂは、青色画素、緑色画素、及び赤色画素のみを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図５Ｃに示すように、一実施形態によるイメージセンサー２００Ｃは、上述した実施形態とは異なり、カラーフィルター７０′、活性層３０′、及び光感知素子５０′を備えることができる。
図５Ｃにおいて、本実施形態によるイメージセンサー２００Ｃは、上述した実施形態の青色画素、緑色画素、及び赤色画素の代わりに、シアン画素Ｃ、イエロー画素Ｙ、及びマゼンタ画素Ｍを有する。カラーフィルター７０′は、下絶縁層６０の上に形成され、シアンフィルター７０Ｃ及びマゼンタフィルター７０Ｍを含み、イエローフィルターを含まないこともあるが、これに限定されず、イエローフィルターを更に含むこともできる。活性層３０′は、例えば、イエローフィルターを代替し得る。
図５Ｃに示していないが、有機光電素子１００″は、上述した図２と同様に、第１の電極１０と活性層３０′との間及び第２の電極２０と活性層３０′との間に、それぞれ又はこれらのうちの一つに電荷補助層１５、２５を更に含むことができる。また、第２の電極２０は、透光層２０ａの一面に形成された透光補助層２０ｂを有する２層の透光性電極である。
図５Ｄを参照すると、本実施形態によるイメージセンサー２００Ｄは、絶縁層及びカラーフィルターの位置を除いては、上述した図５Ａに示したイメージセンサー２００Ａと同一である。
図５Ｄを参照すると、青色フィルター７０Ｂ及び赤色フィルター７０Ｒは、光感知素子５０Ｂ、５０Ｒの上に直接形成される。また、図５Ａの下絶縁層６０及び上絶縁層８０の代わりに、単一層の絶縁層６５が形成される。単一層の絶縁層６５は、例えばシリコン酸化物及び／又はシリコン窒化物のような無機絶縁物質、又はＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦのような低誘電物質（ｌｏｗ Ｋ）で作られる。
以下、本発明の一実施形態による有機発光ダイオードについて説明する。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ本発明の一実施形態による有機発光ダイオードを示す断面図である。
図１２Ａを参照すると、本実施形態による有機発光ダイオードは、基板１２０５、下部電極１２１０、電子輸送層（ＥＴＬ）１２１５、活性層１２３０、正孔注入層（ＨＩＬ）１２２５、及び透光層１２２０ａを含む。
基板１２０５は、例えばガラスであり、下部電極１２１０は、例えばＩＴＯのような透明導電酸化物であり、電子輸送層（ＥＴＬ）１２１５は、例えばジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）であり、活性層１２３０は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（ＮＮＱＡ）とジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）とを含み、正孔注入層（ＨＩＬ）１２２５は、例えばモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を含み、透光層１２２０ａは、例えば銀（Ａｇ）とモリブデン酸化物を含む。
しかし、これに限定されず、基板１２０５、下部電極１２１０、電子輸送層１２１５、活性層１２３０、正孔注入層１２２５、及び透光層１２２０ａは、多様な物質で作られる。
基板１２０５は、例えばシリコンのような半導体で作られ、下部電極１２１０は、例えばアルミニウム、銀、銅、又は金のような金属で作られ、電子輸送層１２１５及び正孔注入層１２２５は、上述した電荷補助層として使用可能な物質で作られ、活性層１２３０は、上述した活性層３０として使用可能な物質で作られ、透光層１２２０ａは、上述した第２の電極２０として使用可能な物質で作られる。
図１２Ｂを参照すると、本実施形態による有機発光ダイオードは、透光層１２２０ａの上に透光補助層１２２０ｂを更に含むことを除いては、上述した実施形態と同一である。透光補助層１２２０ｂは、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）又は後述する化学式Ａで表わされるトリフェニルアミン誘導体を含む。しかし、これに限定されず、透光補助層１２２０ｂは、多様な物質を含むことができる。
以下、実施例を挙げて上述した本発明の実施形態について詳述する。但し、下記の実施例は単なる説明のためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
≪透光性電極の準備Ｉ≫
［実施例１］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９９：１（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９９：１（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［実施例２］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９５：５（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９５：５（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［実施例３］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［実施例４］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を８０：２０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を８０：２０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［実施例５］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を６０：４０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を６０：４０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［比較例１］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を５０：５０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を５０：５０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［評価１］
実施例１〜５及び比較例１による透光性電極の面抵抗を評価した。
面抵抗は、四探針法により評価し、ＣＭＴ−ＳＲ２０００Ｎ（Ｃｈａｎｇｍｉｎ Ｔｅｃｈ Ｃｏ．）使用した。
実施例１〜５及び比較例１による透光性電極の面抵抗を評価した。
面抵抗は、四探針法により評価し、ＣＭＴ−ＳＲ２０００Ｎ（Ｃｈａｎｇｍｉｎ Ｔｅｃｈ Ｃｏ．）使用した。
その結果を表１に示す。
表１より、実施例１〜５による透光性電極は約１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗を有するのに対し、比較例１による透光性電極は約２ｋΩ／ｓｑ．の高い面抵抗を有するということを確認することができた。
≪透光性電極の準備ＩＩ≫
［実施例６］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［実施例７］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）（屈折率＝１．８）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）（屈折率＝１．８）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
［実施例８］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、下記の化学式Ａで表わされるトリフェニルアミン誘導体（屈折率＝１．９）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、下記の化学式Ａで表わされるトリフェニルアミン誘導体（屈折率＝１．９）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
［比較例２］
銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着して１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着して１５ｎｍの厚さの透光性電極を準備した。
［比較例３］
銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着した１５ｎｍの厚さの透光層と、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を熱蒸着した３０ｎｍの厚さの透光補助層と、を備える透光性電極を準備した。
＜評価２＞
実施例６〜８及び比較例２、３による透光性電極の透光度を評価した。
透光度は、紫外可視分光光度計を用いて測定し、ＵＶ−２４０（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）を使用した。
実施例６〜８及び比較例２、３による透光性電極の透光度を評価した。
透光度は、紫外可視分光光度計を用いて測定し、ＵＶ−２４０（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）を使用した。
その結果について、図６及び表２に基づいて説明する。
図６は、実施例６〜８及び比較例２、３による透光性電極の波長対透光度を示すグラフである。
表２及び図６より、実施例６〜８による透光性電極は、約５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光度を示すのに対し、比較例２、３による透光性電極は、約５４０ｎｍの波長領域において低い透光度を示すことが分かった。なお、実施例６〜８による透光性電極は、約４００ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光線の全領域に亘って約４０％よりも高い透光度を示すことを確認することができた。
≪有機発光素子の製造≫
［実施例９］
ガラス基板の上にＩＴＯをスパッタリングにより積層して約１００ｎｍの厚さの電極を形成した。次いで、電極の上に電子輸送層（ＥＴＬ）としてのＤＣＶ３Ｔを蒸着した後、電子輸送層（ＥＴＬ）の上に、ｐ型半導体物質としてのＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｍｅｔｈｙｌｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ；ＮＮＱＡ）と、ｎ型半導体物質としてのジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）を１：１（ｗｔ／ｗｔ）の割合で共蒸着して７０ｎｍの厚さの活性層を形成した。次いで、活性層の上に正孔注入層（ＨＩＬ）としてのモリブデン酸化物を蒸着した。次いで、正孔注入層（ＨＩＬ）の上に、銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着して１５ｎｍの厚さの透光層を形成して有機光電素子を製作した。
ガラス基板の上にＩＴＯをスパッタリングにより積層して約１００ｎｍの厚さの電極を形成した。次いで、電極の上に電子輸送層（ＥＴＬ）としてのＤＣＶ３Ｔを蒸着した後、電子輸送層（ＥＴＬ）の上に、ｐ型半導体物質としてのＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（Ｎ，Ｎ’−ｄｉｍｅｔｈｙｌｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ；ＮＮＱＡ）と、ｎ型半導体物質としてのジシアノビニル−テルチオフェン（ＤＣＶ３Ｔ）を１：１（ｗｔ／ｗｔ）の割合で共蒸着して７０ｎｍの厚さの活性層を形成した。次いで、活性層の上に正孔注入層（ＨＩＬ）としてのモリブデン酸化物を蒸着した。次いで、正孔注入層（ＨＩＬ）の上に、銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着して１５ｎｍの厚さの透光層を形成して有機光電素子を製作した。
［実施例１０］
透光層の上にモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を熱蒸着して３０ｎｍの厚さの透光補助層を更に形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
透光層の上にモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を熱蒸着して３０ｎｍの厚さの透光補助層を更に形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
［実施例１１］
透光層の上に化学式Ａで表わされるトリフェニルアミン誘導体を熱蒸着して３０ｎｍの厚さの透光補助層を更に形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
透光層の上に化学式Ａで表わされるトリフェニルアミン誘導体を熱蒸着して３０ｎｍの厚さの透光補助層を更に形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
［比較例４］
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着する代わりに銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着して、１５ｎｍの厚さの透光層を形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
銀（Ａｇ）及びモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）を９０：１０（ｗ／ｗ）の割合で熱蒸着する代わりに銀（Ａｇ）を単独で熱蒸着して、１５ｎｍの厚さの透光層を形成したことを除いては、実施例９の方法と同様にして有機光電素子を製作した。
＜評価３＞
実施例９〜１１及び比較例４による有機光電素子に様々な電圧を印加しながら、波長に対する外部量子効率（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＥＱＥ）を評価した。外部量子効率（ＥＱＥ）は、Ｋ３１００ Ｓｐｅｃｔｒａｌ ＩＰＣＥ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ＭｃＳｃｉｅｎｃｅを使用して評価した。
実施例９〜１１及び比較例４による有機光電素子に様々な電圧を印加しながら、波長に対する外部量子効率（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＥＱＥ）を評価した。外部量子効率（ＥＱＥ）は、Ｋ３１００ Ｓｐｅｃｔｒａｌ ＩＰＣＥ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ＭｃＳｃｉｅｎｃｅを使用して評価した。
その結果について、図７〜図１０に基づいて説明する。
図７は、実施例９による有機光電素子の波長対外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフであり、図８は、実施例１０による有機光電素子の波長対外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフであり、図９は、実施例１１による有機光電素子の波長対外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフであり、図１０は、比較例４による有機光電素子の波長対外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。
図７〜図１０を参照すると、同じ電圧を基準として比較したとき、実施例９〜１１による有機光電素子は、比較例４による有機光電素子に比べて外部量子効率（ＥＱＥ）が改善されていることを確認することができた。
＜評価４＞
実施例９による有機光電素子及び比較例４による有機光電素子に様々なバイアスを印加しながら、暗電流密度を評価した。
実施例９による有機光電素子及び比較例４による有機光電素子に様々なバイアスを印加しながら、暗電流密度を評価した。
図１１は、実施例９による有機光電素子及び比較例４による有機光電素子の電圧対暗電流密度を示すグラフである。
図１１を参照すると、実施例９による有機光電素子は、比較例４による有機光電素子に比べて、正電圧方向及び逆電圧方向の両方において略同じ暗電流密度を示すことが分かった。これより、実施例９による有機光電素子は、比較例４による有機光電素子よりも漏れ電流が大きくないということを確認することができた。
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
１０ 第１の電極
２０ 第２の電極
２０ａ、１２２０ａ 透光層
２０ｂ、１２２０ｂ 透光補助層
１５、２５ 電荷補助層
３０、３０′、１２３０ 活性層
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００′１００″ 有機光電素子
５０、５０′、５０Ｂ、５０Ｇ、５０Ｒ 光感知素子
６０ 下絶縁層
６５、９０ 絶縁層
７０、７０′ カラーフィルター
７０Ｂ 青色フィルター
７０Ｃ シアンフィルター
７０Ｍ マゼンタフィルター
７０Ｒ 赤色フィルター
８０ 上絶縁層
８５ 貫通口
９５ レンズ
１１０ 半導体基板
２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ 有機ＣＭＯＳイメージセンサー
１２０５ 基板
１２１０ 下部電極
１２１５ 電子輸送層（ＥＴＬ）
１２２５ 正孔注入層（ＨＩＬ）
２０ 第２の電極
２０ａ、１２２０ａ 透光層
２０ｂ、１２２０ｂ 透光補助層
１５、２５ 電荷補助層
３０、３０′、１２３０ 活性層
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００′１００″ 有機光電素子
５０、５０′、５０Ｂ、５０Ｇ、５０Ｒ 光感知素子
６０ 下絶縁層
６５、９０ 絶縁層
７０、７０′ カラーフィルター
７０Ｂ 青色フィルター
７０Ｃ シアンフィルター
７０Ｍ マゼンタフィルター
７０Ｒ 赤色フィルター
８０ 上絶縁層
８５ 貫通口
９５ レンズ
１１０ 半導体基板
２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ 有機ＣＭＯＳイメージセンサー
１２０５ 基板
１２１０ 下部電極
１２１５ 電子輸送層（ＥＴＬ）
１２２５ 正孔注入層（ＨＩＬ）
Claims (22)
- 金属及び該金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備えることを特徴とする透光性電極。
- 前記金属及び前記金属酸化物は、９９．９：０．１〜６０：４０の重量比で含まれることを特徴とする請求項１に記載の透光性電極。
- 前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の透光性電極。 - 前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の透光性電極。
- 前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有することを特徴とする請求項１に記載の透光性電極。
- 前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の透光性電極。
- 前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなることを特徴とする請求項６に記載の透光性電極。
- 前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項６に記載の透光性電極。
- 前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、
前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、
前記有機物は、アミン誘導体を含むことを特徴とする請求項８に記載の透光性電極。 - 対向する第１の電極及び第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する活性層と、を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、金属及び該金属よりも少ない含量の金属酸化物を含む透光層を備えることを特徴とする有機光電素子。 - 前記金属及び前記金属酸化物は、９９．９：０．１〜６０：４０の重量比で含まれることを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記金属は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記金属酸化物は、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、インジウム酸化物、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記透光層は、１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記透光層は、１ｋΩ／ｓｑ．以下の面抵抗及び５４０ｎｍの波長において５０％よりも高い透光率を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、前記透光層の片面に位置する透光補助層を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 前記透光補助層は、１．６〜２．５の屈折率を有する物質からなることを特徴とする請求項１６に記載の物質を含む有機光電素子。
- 前記透光補助層は、金属酸化物化合物、金属硫化物、及び有機物のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１７に記載の有機光電素子。
- 前記金属酸化物化合物は、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム酸化物、アルミニウムスズ酸化物（ＡＴＯ）、フッ素をドープしたスズ酸化物（ＦＴＯ）、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、又はこれらの組み合わせを含み、
前記金属硫化物は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を含み、
前記有機物は、アミン誘導体を含むことを特徴とする請求項１８に記載の有機光電素子。 - 前記第１の電極と前記活性層との間及び前記第２の電極と前記活性層との間のうちの少なくとも一方に位置する電荷補助層を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の有機光電素子。
- 請求項１０乃至２０のいずれかに記載の有機光電素子を備えることを特徴とするイメージセンサー。
- 請求項１乃至９のいずれかに記載の透光性電極を備えることを特徴とする有機発光ダイオード。
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